靈感源自自然的九大新型材料
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作者：楊孝文
大自然似乎已經搞定了一切，它聰明、高效，且極具創新性，這也是世界各地的科學家和工程師爭相在他們的實驗室裏模仿大自然的原因。與模仿大自然有關的研究領域被稱為仿生學，下麵這些例子充分展現了仿生學到底有多麼廣闊的發展前景。
1.類似海參皮膚的醫學材料
把電極植入到大腦裏有助治療神經係統疾病，但是植入物如果是硬塑料則會大大削減治療效果。美國科學家從海參皮膚研究中找到了解決方案。根據周圍環境的變化，海參的皮膚會從像海綿一樣柔軟的狀態變得非常堅硬。科學家製成一種纖維，沒有水時，這種可變形醫學材料就會變硬，然而一旦遇水，它就會變得非常柔軟。
2.利用真菌生產的可降解材料
美國一家公司利用真菌把農業肥料轉變成殼素，這是真菌類在消化時產生的一種堅硬的纖維。利用這種纖維可以生產多種產品，從家具和電腦配件，到更加先進的複合材料。這是利用來自自然的真菌將垃圾轉變成可降解材料的有益嚐試。
3.模仿病毒的自我組合能力
美國麻省理工學院的材料學家利用“自組裝技術”，讓一種沒有危害的病毒自我組合成電池、晶體管等納米級電子元件。其原理在於，在特殊蛋白質的控製下，病毒可以自動地首尾相連，形成一種納米級別的生物導線，可以用來製造電池的電極和導線。采用病毒作為電極和導線後，電池一下子就變得很小了，而且這種電池具有透明、柔軟和可折疊的優點。
4.根據自然分解過程製成廢水處理係統
蚯蚓和甲蟲可以分解森林裏的有機物，這促使澳大利亞一家公司找到了一種新的汙水處理方法，即利用活的“腐殖質”。這種生物廢水處理係統完全不使用化學物質，處理廢物的效率比化糞池強10倍。
5.根據生物細胞形成組織製成新建築材料
奧地利建築師受到生物細胞形成組織的工作原理的啟發，設計出用聚氯乙烯或者熱塑性聚氨酯彈性體製成的充氣“細胞”。這些“細胞”其實就是一個個組件，能夠組成任何人們想要的結構。這些“細胞”都是密封、防火並可阻擋太陽輻射的，而且每個“細胞”之間都有隔膜，因此即使有一個“細胞”受損，其餘部分仍能繼續支撐整個結構。
6.根據珊瑚結構設計出“綠色水泥”
傳統的水泥生產會釋放出很多二氧化碳，然而美國一家公司研發的技術將徹底改變這一現狀。他們是受到珊瑚中鎂和鈣超微結構的啟發，找到了生產“綠色水泥”的新方法。每噸“綠色水泥”能夠封存多達1噸的二氧化碳。
7.向植物學習
二氧化碳在許多人眼中是一種應致力減排的溫室氣體，但對於植物則不然，二氧化碳是植物生長不可或缺的能量之源。美國一家綠色塑料製造公司同樣把二氧化碳視為一種能源，他們利用一種催化劑，把乙醇生產過程中產生的二氧化碳與一種石化材料相結合，生產出了塑料。
8.根據捕蠅草製成的新型聚合物表麵
維納斯捕蠅草的表麵有一層細小的絨毛，當被外物觸到時，會促使捕蠅草的葉子由向裏凹變成向外凸，從而困住獵物。美國科學家模仿捕蠅草的工作原理，研製出一種新奇的聚合物表麵。這種聚合物表麵覆蓋著微型透鏡，這些透鏡在外物碰觸到時，會從凸麵變成凹麵，從而使聚合物的吸附行為立即發生改變。
9.模仿海洋生物
即便是“防水”繃帶，遇到水也會部分失效。美國科學家為了找到一種能讓人造黏性貼片更好地粘貼在潮濕表麵上的方法，仔細觀察了蚌類等海洋生物體是如何讓自己在水中固定不動的。蚌類會產生被稱為足絲的細絲，它們非常結實，而且能夠粘貼在石蠟、玻璃、骨頭和金屬表麵上。科學家對蛋白質進行處理，讓它們模仿蚌類的工作原理，利用這種方法生產的黏合劑可以在水下使用。
【責任編輯】龐 雲